110kV變電站的電氣設計與防雷保護研究

鄭秀云 王慶華

摘要：我國電力企業在當下的發展迎來了巨大的挑戰，需要進一步對電力系統進行創新和發展。而變電站作為我國電力系統的核心組成部分，對人們的日常供電有著重要影響。因此本文將主要對110KV變電站的電氣設計以及防雷保護進行深入的研究和分析，探討電氣設計以及防雷保護對于110KV變電站的重要性，為促進電力企業對于變電站的研究與發展提供參考和幫助。

關鍵詞：110KV變電站;電氣設計;防雷保護

1 110kV變電站的電氣設計與防雷保護的概述

現階段，由于電力電子設備的普及，無論是工業生產，還是日常生活，對于電力能源的依賴都是極大的，一旦電力供應中斷，將導致工廠停止生產，居民的日常飲食、出行遭受阻礙，在這種情況下，保證電力正常供應，對于整個社會的正常運轉而言，有著重要意義?；谶@一社會需求，在進行110kV變電站建設時，應該明確其在電網系統中的核心基礎地位，意識到變電站正常穩定運行，對于整個電力輸配送網絡的正常運轉的影響，從而提升對于變電站工作穩定性、安全性的要求。在設計過程中，采用高新電力科技，優化電氣整體設計與細節設計，完善防雷保護設施配置，秉承著可持續發展的原則，不斷更新設計內容，更新變電站電氣設備，提升變電站的抗風險功能，確保其運行能力和運行質量，為用戶提供更為高效、穩定、安全的電力供應服務。

2 110kV變電站的電氣設計

2.1 主接線的設計

（1）明確主接線設計要求以及詳細情況。在對110kV變電站進行一次主接線的設計過程中，最開始要做的就是熟悉了解變電站的具體情況，隨后根據變電站電氣一次主接線的實際需求入手，秉承“靈活、可靠、經濟”的原則，結合實地考察的資料來開展一次主接線設計，制定出優良的主接線方案。（2）方案的篩選與確定。在設計過程中，需要結合變電站的實際情況來篩選出最科學、最合適的方案。這是因為對數據資料進行分析后，會在設計過程中呈現不同的方案，在這些方案中往往會存在些許不足，有的還會與變電站的實際運行不相符，所以要進行方案的篩選與確定。（3）高壓電器設備的選擇。針對電氣一次主接線的設計方案進行電壓、電流的分析，使其能充分滿足系統運行的需求，同時將對變壓器的損壞程度降到最低。對110kV變電站來講，其運行需要連接很多的電氣設備，一次主接線設計方案的目的是保證電氣設備的穩定運行，要在方案確定后，根據設計方案來選擇合適的高壓電器設備。不論是變電站一次主接線設計，還是高壓電器設備的選擇，都需要充分考慮變電站的實際情況，三者之間要相互配合【1】。

2.2 主變壓器的合理選擇

110kV變電站是設計中，主變壓器是其中的重要內容，主變壓器的選擇是電氣設計中的關鍵部分，相關人員需要在此基礎上充分考慮以下設計要素：（1）設計人員需要對于電力系統運行中電力使用的負荷變化情況等進行主變壓器的合理選擇，選擇需要考慮其性能、經濟性等要求，從而提升電氣工程的整體運行效果，保障其可以在變電站運行中發揮其應有的作用。（2）主變壓器選擇需要與變電所運行具有一致性，進而使得主變壓器與變電站運行具有適應性，能夠在變電站運行中保持其實用性，另外，電氣設計人員還需要充分考慮其容量等指標，進而提升主變壓器與系統運行的緊密聯系，使得其可以在后期的運行中發揮其潛在的價值。（3）電氣設計人員需要充分考慮變電站的實際需求，進而進行主變壓器規格、型號、數量等的確定，使得主變壓器的選擇與應用能夠滿足變電站運行的實際需求，保證其功能發揮。

2.3 高壓配電裝置的設計

高壓配電裝置設計是變電站設計中的重要內容，其在設計中，需要充分考慮變電站的負荷性質、環境條件、運行維護需求等，盡量從技術性與環保性、經濟性的角度進行高壓配電裝置的合理選擇，選用資源節約、占地面積小的布置方案。在110kV變電站設計中，高壓配電一般采用的是GIS配電裝置，在這種設計形式下，110kV變電站設計會對城市的中心城區等產生極為不利的影響，運行中會產生一定的噪音污染等，影響了周圍居民正常的生產生活。在這種情況下，高壓配電一般在戶內布置，否則，如果其環境狀態較好，也可采用戶外布置的方式。如果在戶外布置中采用AIS布置方案，一般多采用戶外軟母線半高型布置或者普通中型布置的方式，而不采用高型布置的方案，因為高型布置的方式具有材料消耗多、投資大的特點，不具有經濟性與環保性的特點。

3 110kV變電站的防雷保護

3.1 變電站的進線保護

110kV變電站在開展防雷保護的時候，應該更為深層的考慮到變電站的使用情況以及運行情況，接下來再對于雷電電流流過避雷器的幅值以及雷電波陡度開展相關的限制。在具體的使用當中，線路如果出現了過電壓情況，幅值是線路絕緣的50%沖擊閃絡電壓波朝著變電所活動，但是針對沖擊耐壓來說，其線路當中的電流幅值要遠遠超出變電站設備。在該種條件之下，變電站的防雷設計重點是需要在距離變電站位置比較近的線路當中裝設有關的避雷線。假如沒有使用避雷線，一旦變電站在進線遭受雷擊情況下，流過避雷器的雷電電流的陡度以及幅值將會超出線路自身的承受范圍，進而使得線路出現損壞。為了能夠在防雷保護設計當中把雷電波的產生范圍限制在變電站進線段以外的范圍當中，針對110kV當中沒有避雷線的線路來說，就應該使用相對應的避雷線，其中避雷線的長度應該在1-2km，進而降低進線段中雷電波產生的概率【2】。

3.2 接地屏蔽技術保護

雷電流的頻率是比較高的，該種特征就決定了它在接地電感當中的影響比較大，進而導致有關的接地體無法發揮出其具備的作用。就該方面來說，在同一接地裝置的沖擊之下，接地體的電阻是具備差距的。在變電站的防雷設計當中，通常能夠通過自然接地體來完成防雷保護，例如跟大地連接的金屬結構、建筑物以及地下管線等。在具體的防雷設計當中，大多數是使用垂直接地體，對于泄放電流的進出線所構件的接地設計，通常將其設立為人工集中接地的形式。單獨的避雷針通常應該設置單獨的集中接地裝置。避雷針的防雷保護當中，需要防止其被保護裝置反擊。對于外界其他因素開展屏蔽能夠防止對于自身電磁場輻射等的干擾，在某種程度上防止了特定的空間內部以及外部靜電感應鎖帶來的消極影響。建筑物的屏蔽重點是通過建筑物跟金屬結構的關聯來創建初級屏蔽網，進而對于外界電磁的干擾進行抵御。

結束語

110KV變電站作為我國電力企業在供電電力系統當中的核心組成部分，對電力系統的合理高效運行有著非常重要的作用和影響。所以在對110KV變電站進行設計的過程當中需要對變電站的電氣設計以及防雷保護進行重要考慮，有效地提高對于變電站設計的科學性以及合理性，提高變電站在實際運行過程當中的安全性以及穩定性。

參考文獻

[1]樊友平，陳藝，白津陽，吳蔚，宋佳翰，王彤.高壓低通濾波器限制雷電過電壓的應用方案[J].高電壓技術，2019（04）：1256-1265.

[2]申莉華，楊帥.110kV變電站的電氣設計與防雷保護研究[J].內燃機與配件，2018（12）.